體育專業(yè)大學(xué)生下肢無氧能力與肌肉力量相關(guān)性分析

王燕杰 范 勇

(鄭州大學(xué)西亞斯國際學(xué)院 體育學(xué)院，河南 新鄭 451100)

?運動人體科學(xué)與應(yīng)用心理學(xué)

體育專業(yè)大學(xué)生下肢無氧能力與肌肉力量相關(guān)性分析

王燕杰 范 勇

(鄭州大學(xué)西亞斯國際學(xué)院 體育學(xué)院，河南 新鄭 451100)

探究體育專業(yè)男女大學(xué)生下肢無氧功率與肌肉力量的相關(guān)性。方法：采用Wingate無氧試驗測量受試者下肢肌肉的最大無氧功率(PP)、平均無氧功率(AP)及無氧功率下降(PD)等值；利用縱跳計測量縱跳高度來反映下肢肌肉在短時間內(nèi)的收縮力量。結(jié)果：(1)Wingate試驗中，與女生相比，男生的絕對PP值、AP和PD均顯著高于女生(P<0.05)；而男女生在相對PP、AP及PD方面不存在顯著性差異。(2)男生的平均縱跳高度為47.94±7.25，女生的平均值為31.34±6.74，且兩者之間沒有統(tǒng)計學(xué)差異(P>0.05)。(3)經(jīng)SPSS pearson相關(guān)性分析后發(fā)現(xiàn)，縱跳高度與受試者PP(W·kg-1)、AP(W)、AP(W·kg-1)呈正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為(r=0.0524,P=0.000)、(r=0.0512,P=0.000)、(r=0.0592,P=0.000)；而縱跳與PP(W)、PD(W)、PD(W·kg-1)相關(guān)性較小，則相關(guān)系數(shù)r<0.3。結(jié)論：(1) 男生所測得的絕對無氧功率峰值、平均無氧功率和無氧功率下降率均顯著高于女生。(2) 體育專業(yè)男女生的平均縱跳高度沒有明顯差別。(3)縱跳高度與受試者PP(W·kg-1)、AP(W)、AP(W·kg-1)呈正相關(guān)。

體育專業(yè)；無氧功率；肌肉力量；相關(guān)性

無氧功率的大小是機(jī)體無氧工作能力的體現(xiàn)，指的是機(jī)體在無氧供能狀態(tài)下所表現(xiàn)出來的最大速度與最大力量的能力。無氧能力是速度素質(zhì)和力量素質(zhì)發(fā)展的關(guān)鍵，同時也是其他運動項目進(jìn)一步發(fā)展的基礎(chǔ)。因此，評價機(jī)體的無氧能力不僅可以推測速度力量項目成績，還能作為檢驗訓(xùn)練效果的重要指標(biāo)之一。

Wingate無氧試驗Wingate Anaerobic Test(WAT)是目前常用的評價機(jī)體無氧能力的測試方法。該試驗主要是讓受試者在負(fù)重狀態(tài)下，測試其在進(jìn)行30s全力蹬踏功率自行車過程中的最大無氧功率Peak Power(PP)、平均無氧功率Average Power(AP)及無氧功率下降率Power Drop(PD)?？v跳可以反映下肢肌肉在短時間內(nèi)的速度爆發(fā)力?？v跳試驗可以通過計算受試者離地時間來推測縱跳高度，進(jìn)一步反映肌肉的爆發(fā)力。無論是Wingate無氧試驗還是縱跳，都是對下肢無氧工作能力的評定。那么，下肢肌肉的無氧功率與縱跳高度之間又存在怎樣的相關(guān)性？是否可以用縱跳高度直接檢驗肌肉力量的訓(xùn)練效果？因此，本研究就以此為切入點，來探究Wingate無氧試驗測得的無氧功率與縱跳高度之間的關(guān)系，為縱跳檢驗無氧能力的訓(xùn)練效果提供科學(xué)依據(jù)。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

本實驗選取某大學(xué)體育學(xué)院2015級148名體育教育專業(yè)學(xué)生為試驗對象，其中，男生113名，女生35名。受試者基本情況如下表：

表1 受試者基本情況一覽表(M±SD)

1.2 研究方法

1.2.1 測試儀器

試驗過程所采用的儀器包括身高計、體重計、縱跳計(購自北京鑫東華騰體育器械有限公司)及無氧功率自行車(瑞典，MONARK894E)。

1.2.2 測試指標(biāo)

形態(tài)指標(biāo)：使用身高計和體重計對受試者身高、體重進(jìn)行測量。測量過程中，要求受試者盡量少穿衣物，脫掉鞋襪及重物，以保證測試數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

無氧功率：采用Wingate無氧試驗方法對受試者進(jìn)行30s無氧功率測試。測試過程：試驗前，受試者需根據(jù)自身情況對功率自行車座位高度和車把位置進(jìn)行調(diào)試，做好試驗準(zhǔn)備。準(zhǔn)備活動：受試者在功率自行車上進(jìn)行無負(fù)荷蹬車運動3-5min，使心率達(dá)到150次/min左右。準(zhǔn)備活動后休息3-5min。正式試驗：在無負(fù)荷情況下，受試者盡全力蹬自行車，當(dāng)速度達(dá)到最快時，受試者自行加載負(fù)荷，并繼續(xù)全力蹬車，同時電腦自行記錄時間，并計算無氧功率峰值、平均值及無氧功率下降率(或疲勞指數(shù))，根據(jù)系統(tǒng)提示音，結(jié)束全力蹬車運動。放松活動：當(dāng)30s蹬車結(jié)束后，受試者不能立即停止運動，仍可在自行車進(jìn)行小強(qiáng)度整理運動。其中試驗所加負(fù)荷標(biāo)準(zhǔn)為：女生0.075×體重(kg)，男生0.080×體重(kg)。

縱跳高度：使用Countermovement Jump(CMJ)方法進(jìn)行縱跳高度測試。要求受試者在測試兩手叉腰，自然下蹲至一定位置后，原地垂直起跳，并落地，自然站直。重復(fù)兩次，由縱跳計根據(jù)騰空時間計算離地高度，并取最大值作為受試者縱跳高度值，單位為“cm”。

1.2.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

試驗數(shù)據(jù)收集完成后，采用SPSS 17.0統(tǒng)計軟件對所收集數(shù)據(jù)進(jìn)行T檢驗和pearson相關(guān)性分析。其中，文中所呈現(xiàn)數(shù)據(jù)均以“平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(M±SD)”表示；P<0.05表示有顯著性差異，P<0.01表示有非常顯著性差異。

2 研究結(jié)果

2.1 體育專業(yè)大學(xué)生Wingate試驗測試指標(biāo)結(jié)果

對Wingate試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行分析后結(jié)果顯示(如表2)，與女生相比，男生的絕對PP值、AP和PD值均顯著高于女生(P<0.05)。對相對PP值、AP和PD值進(jìn)行分析時則發(fā)現(xiàn)，男、女生之間不存在顯著性差異(P>0.05)。

表2 男女生Wingate試驗測試指標(biāo)結(jié)果(M±SD)

與女生相比，*表示P<0.05；**表示P<0.01

2.2 體育專業(yè)大學(xué)生縱跳試驗測試指標(biāo)結(jié)果

對大學(xué)生縱跳高度值進(jìn)行分析后結(jié)果顯示(表3)，男生的平均縱跳高度為47.94±7.25，女生的平均值為31.34±6.74，且兩者之間不存在明顯的統(tǒng)計學(xué)差異(P>0.05)。

表3 男女生CMJ縱跳結(jié)果(M±SD)

與女生相比，*表示P<0.05；**表示P<0.01

2.3 Wingate試驗指標(biāo)與縱跳高度相關(guān)性結(jié)果

經(jīng)SPSS pearson相關(guān)性分析后發(fā)現(xiàn)，縱跳高度與受試者PP(W·kg-1)、AP(W)、AP(W·kg-1)呈正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為(r=0.0524,P=0.000)、(r=0.0512,P=0.000)、(r=0.0592,P=0.000)；而縱跳與PP(W)、PD(W)、PD(W·kg-1)相關(guān)性r<0.3，則相關(guān)性較小(見表4.)。

表4 Wingate試驗指標(biāo)與縱跳高度相關(guān)性分析

##表示雙尾檢驗P=0.000<0.01

3 分析

3.1 最大無氧功率、平均無氧功率和無氧功率下降率結(jié)果分析

最大無氧功率Peak Power(PP)體現(xiàn)的是肢體在短時間內(nèi)產(chǎn)生高功率的能力，反映的是工作肌磷酸原系統(tǒng)的供能能力。通常認(rèn)為，肌肉的生理橫斷面積越大，肌肉的絕對力量越大，其所輸出的PP值就越大。本研究結(jié)果也顯示，男生的PP值顯著高于女生。究其原因可能是由于性別差異導(dǎo)致的：男生下肢的肌肉量較女生多，生理橫斷面積也較女生大，所以在30s無氧功率輸出試驗中，男生的絕對峰值無氧功率要明顯高于女生。相對峰值無氧功率(PP(W·kg-1))是指單位體重所能產(chǎn)生的最大無氧功率。相對峰值無氧功率減小了由于性別差異導(dǎo)致的肌肉力量大小的不均衡，因此，本研究中男女生在相對峰值上不存在差異，這與肌力比不受性別、年齡等因素影響的觀點保持一致。平均無氧功率Average Power(AP)是肌肉在持續(xù)30s運動中維持較高輸出功率能力的體現(xiàn)，也可反映機(jī)體非乳酸供能和糖酵解系統(tǒng)的供能能力。本實驗研究結(jié)果表明，男女生在絕對平均無氧功率(AP(W))上存在明顯差異，而相對平均無氧功率(AP(W·kg-1))之間則沒有統(tǒng)計學(xué)差異。這與最大無氧功率結(jié)果保持一致。因此，體育專業(yè)男女生在絕對PP和AP值上存在差異，這一研究結(jié)果與周瑞霞[1]的觀點一致；但在測量數(shù)據(jù)上，本研究的數(shù)據(jù)結(jié)果均較周瑞霞所得數(shù)據(jù)低，這可能是實驗對象的無氧運動能力不同，導(dǎo)致的測量結(jié)果出現(xiàn)差異所致。整體而言，男生肌肉含量較女生多，其絕對平均無氧功率較女生大也是必然趨勢，而除卻性別導(dǎo)致的體重差異及肌肉量的影響，體育專業(yè)男女生單位體重的肌肉量在30s內(nèi)的峰值無氧功率和平均無氧功率并沒有顯著差異，這可能跟體育專業(yè)男女生經(jīng)常參加體育訓(xùn)練有密不可分的關(guān)系。長期規(guī)律性的體育鍛煉能夠增加肌肉無氧供能系統(tǒng)的底物儲備，使肌肉在無氧收縮狀態(tài)下表現(xiàn)出來的相對PP及AP之間不存在性別差異。

無氧功率遞減率Power Drop(PD)指的是在30s Wingate試驗中機(jī)體所表現(xiàn)出來的最大無氧功率與最小無氧功率的差值。PD的下降程度也是機(jī)體無氧抗疲勞能力的體現(xiàn)[2]。無氧功率遞減率越低說明其疲勞程度越低，機(jī)體的抗疲勞能力越強(qiáng)[3]。從本研究結(jié)果不難看出，體育專業(yè)男生PP值較高，PD也較大；女生PP值不高，但PD值較大，這表明男生在無氧功率啟動上較女生占絕對優(yōu)勢，但男生表現(xiàn)出來的無氧功率下降幅度要明顯高于女生，更易出現(xiàn)疲勞。這可能是因為男生下肢肌肉力量強(qiáng)，其表現(xiàn)出來的做功能力較強(qiáng)，在短時間內(nèi)動員更多肌纖維的能力也較大，因此較易出現(xiàn)疲勞現(xiàn)象；而女生無氧功率較低則可能是機(jī)體慢肌纖維含量較多，在短時間內(nèi)表現(xiàn)出來的爆發(fā)力不強(qiáng)，但其肌纖維種類的抗疲勞能力較大[1]。

3.2 縱跳結(jié)果分析

縱跳包括起跳動作、騰空和落地三個過程，它是在人體神經(jīng)系統(tǒng)的控制下，由身體各環(huán)節(jié)協(xié)調(diào)參與，從而使下肢肌群能在短時間內(nèi)發(fā)揮其最大力量及功率，以達(dá)到最佳縱跳結(jié)果[4]。研究表明，用縱跳測試對下肢力量進(jìn)行量化具有較好的效果[5]。因此，本研究采用縱跳測試對體育專業(yè)男女大學(xué)生進(jìn)行下肢力量測試。

研究結(jié)果顯示，男生的平均縱跳高度為47.94±7.25，女生為31.34±6.74。該結(jié)果較趙永才[6]在研究中所測得體育專業(yè)學(xué)生縱跳值(50.10±6.71cm)低。張鵬[5]等在對10名跳水運動員進(jìn)行下肢力量訓(xùn)練及效果的檢驗中發(fā)現(xiàn)，測力臺縱跳測試對于量化跳水運動員下肢專項力量訓(xùn)練具有較好的效果。造成該現(xiàn)象的原因可能與縱跳試驗過程中采用的測量儀器不同有關(guān)，本實驗所采用的縱跳儀原理是通過騰空時間來推算縱跳高度。單海信[7]等在實驗中發(fā)現(xiàn)，利用騰空時間高度計算出的縱跳高度較實際的縱跳高度要低。此外，受試者不同的縱跳姿勢、柔韌性和協(xié)調(diào)性也會影響縱跳高度。

值得一提的是，縱跳過程中，蹬伸力的相對峰值對起跳高度有重要的影響作用[8]。蹬伸力的大小可通過地面反作用力引起下肢工作肌收縮，換言之，蹬伸力越大，肌肉輸出的無氧功率越高。本結(jié)果顯示，男女在縱跳高度上不存在統(tǒng)計學(xué)差異。這可能是因為蹬伸力相對峰值的大小與下肢肌肉的相對PP值相關(guān)：男女生下肢肌肉的絕對PP值存在顯著差異，而相對PP(W·kg-1)值之間不存在差異，因此，男女生在縱跳高度上沒有明顯區(qū)別。這也與趙西堂[8]的觀點相一致：無氧功率峰值高者(蹬伸力量大者)跳的不一定高。

3.3 無氧功率指標(biāo)與縱跳高度的相關(guān)性分析

Wingate無氧試驗?zāi)苤苯訙y得下肢無氧功率，反映其無氧工作能力；縱跳試驗可以通過縱跳高度反映下肢肌肉在短時間內(nèi)的收縮力量。關(guān)于縱跳與無氧功率之間的相關(guān)性，不同的研究呈現(xiàn)出不同的結(jié)果。Siegler[9]等在對正常足球運動員進(jìn)行肌肉力量及無氧能力試驗時沒有發(fā)現(xiàn)縱跳與無氧功率之間存在相關(guān)性；Javier[10]等人在對腦癱足球運動員進(jìn)行肌肉力量及無氧能力相關(guān)性分析的研究中指出，縱跳高度與無氧功率峰值和平均無氧功率之間存在顯著的負(fù)相關(guān)；趙西堂[8]認(rèn)為，無論是絕對爆發(fā)力還是相對爆發(fā)力與縱跳高度之間都不存在線性相關(guān)；本研究通過pearson相關(guān)性分析后發(fā)現(xiàn)，縱跳高度與受試者PP(W·kg-1)、AP(W)、AP(W·kg-1)呈正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為(r=0.0524,P=0.000)、(r=0.0512,P=0.000)、(r=0.0592,P=0.000)；而縱跳與無氧功率其他指標(biāo)相關(guān)性則較小，r<0.3。造成結(jié)果差異的原因，相關(guān)學(xué)者也是見仁見智：第一種原因認(rèn)為，在進(jìn)行Wingate無氧功率與CMJ肌肉力量測試時，兩種測試方式在試驗過程中的可重復(fù)性不相同，導(dǎo)致測試完成所需時間不同，從而參與機(jī)體供能的系統(tǒng)存在差異，是無氧功率與肌肉力量之間不存在相關(guān)性[10]；第二種原因認(rèn)為，縱跳過程的相對蹬伸力與縱跳高度相關(guān)，在受試者體重差異不大的情況下，受試者起跳的沖量只與肌肉收縮速度有關(guān)，縱跳高度就由起跳速度決定，從而導(dǎo)致無氧功率和起跳高度存在相關(guān)性[8]，但在受試者體重差異較大的情況下，起跳高度不僅和起跳速度有關(guān)系，還和受試者體重及個體協(xié)調(diào)性等因素有關(guān)。

4 結(jié)論

1)Wingate試驗中，與女生相比，男生所測得的絕對無氧功率峰值、平均無氧功率和無氧功率下降率均顯著高于女生。

2)體育專業(yè)男生的平均縱跳高度為47.94±7.25，女生的平均值為31.34±6.74，兩者之間沒有明顯的差別。

3)縱跳高度與受試者PP(W·kg-1)、AP(W)、AP(W·kg-1)呈正相關(guān)；而與PP(W)、PD(W)、PD(W·kg-1)相關(guān)性較小。

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TheRelationshipbetweenAnaerobicAbilityandMuscleStrengthofCollegeStudentsinPhysicalEducation

WANG Yan-jie, FAN Yong

(Department of Physical Education, SIAS International College of Zhengzhou University, Xinzheng 451100, China)

To explore the relationship between anaerobic ability and muscle strength of college students' lower limb. Methods: Using Wingate anaerobic test to test the maximum anaerobic power(PP) ,the average anaerobic power (AP) and anaerobic power down (PD); measuring vertical jump height to reflect the lower limb muscles strength in a short period of time. Results: (1) In Wingate test, the absolute values of boys in the PP , AP and PD were significantly higher than those of girls (P<0.05); and the relative values in AP 、 PD and PP of male and female students have no significant difference. (2) the average longitudinal height of boys is 47.94 + 7.25, and girls is 31.34 + 6.74, there is no significant difference between them (P>0.05). (3) the correlation analysis of SPSS Pearson showed that the height of jumping in subjects was positively correlated with PP(W·kg-1)、AP(W)、AP(W·kg-1),and the correlation coefficient are (r=0, respectively. .0524, P=0.000), (r=0.0512, P=0.000), (r=0.0592, P=0.000); and the vertical jump has little correlation with PP (W), PD (W), PD(W·kg-1). Conclusion: (1) the boys' absolute anaerobic power, mean anaerobic power and anaerobic power loss rate were significantly higher than those of girls. (2) the average vertical jump height in boys and girls have no significant difference. (3) the vertical jump height in subjects were positively correlated with PP(W·kg-1)、AP(W)、AP(W·kg-1).

physical education majors;anaerobic power;muscle strength;relationship

G804.2

A

1672-1365(2017)05-0037-04

2017-06-09；

2017-09-06

鄭州大學(xué)西亞斯國際學(xué)院2016年度科研基金資助項目“西亞斯教職工體成分與體脂調(diào)查與分析”(2016KY38)

王燕杰(1989-)，女，助教，研究方向：運動和適應(yīng)。